Entre las muchas tecnologías que se utilizan para sistemas de radiofrecuencia, los circuitos impresos son uno de los más utilizados debido a su versatilidad y coste. El aumento cada vez mayor en frecuencia y la complejidad en los diseños, así como la utilización de diferentes materiales hace que la simulación electromagnética sea imprescindible para este tipo de aplicaciones.
En CST Studio existen diferentes formas de simular circuitos impresos en radiofrecuencia, y las mas habituales son utilizando solver temporales o de frecuencia que mallan la geometría completa y resuelven las ecuaciones de maxwell en todo el mallado sin prestar atención a la tecnología que se utiliza.
Aunque este tipo de simulación es válido, e imprescindible cuando se requiere una integración entre diferentes tecnologías, no tiene por que ser lo más eficiente cuando estamos tratando un tipo de tecnología con unas condiciones específicas.
AL igual que ocurre para las guías de onda, donde utilizar el solver de automodos (eingenmode solver) puede resultar en una reducción significativa de tiempo de simulación, lo mismo ocurre en estructuras basadas en circuitos impresos y el solver multicapa. Este solver, integrado dentro de las herramientas de CST Studio dispone de herramientas específicas para la simulación de distintos elementos basados en empilados, tales como antenas y filtros planos, así como diseños de circuitos integrados de microondas (MMIC) y redes de alimentación planas.
El solver multicapa es un simulador electromagnético 3D para modelado y análisis de geometrías planas basados en el método de los momentos(MoM) y permite la simulación de este tipo de tecnología multicama con precisión y de manera eficiente. Este solver cuenta con un generador de empilado automático, capaz de detectar cada una de las capas de la placa a partir de un modelo geométrico 3D, además de hacer un refinamiento especial en los contornos de las mallas y es capaz de ajustar los puertos de simulación mediante de-embeding de forma automática.
El método de los momentos (MoM) es una técnica de cálculo computacional que se utiliza en aplicaciones de simulaciones electromagnéticas. Mediante este método, se resuelven las ecuaciones de Maxwell en su forma integral, en lugar de sus formas diferenciales utilizadas en otros métodos de simulación en el dominio de la frecuencia. Este método se emplea para el cálculo de la densidad de corriente (J) y carga (Q) utilizando matrices iterativas. Al utilizar una técnica de integral de superficie, la discretización del área de cálculo se reduce a los límites del objeto, es decir, a la superficie de la estructura. Esto da como resultado un menor número de ecuaciones lineales con menos incógnitas en comparación con los métodos que utilizan mallados de volumen completo.
Among the many technologies employed in radiofrequency systems, printed circuits are one of the most widely used due to their versatility and cost-effectiveness. The increasing frequency and complexity in designs, along with the use of different materials, make electromagnetic simulation indispensable for such applications.
In CST Studio, there are various methods to simulate radiofrequency printed circuits, with the most common involving either time-domain or frequency-domain solvers that mesh the entire geometry and solve Maxwell's equations across the entire mesh without specific attention to the technology being used.
While this type of simulation is valid and essential when integration between different technologies is required, it may not be the most efficient approach when dealing with technology that has specific requirements.
Similar to waveguide simulations, where using the eigenmode solver can significantly reduce simulation time, the same principle applies to structures based on printed circuits and the multilayer solver. This solver, integrated within CST Studio tools, comes with specific features for simulating various elements based on stack-ups, such as planar antennas, flat filters, microwave integrated circuit (MMIC) designs, and planar power networks.
The multilayer solver is a 3D electromagnetic simulator for modeling and analyzing planar geometries based on the Method of Moments (MoM). It enables accurate and efficient simulation of multilayer technology. This solver includes an automatic stack-up generator capable of identifying each layer of the board from a 3D geometric model. It also performs special mesh contour refinement and can automatically adjust simulation ports through de-embedding.
The Method of Moments (MoM) is a computational calculation technique used in electromagnetic simulation applications. With this method, Maxwell's equations are solved in their integral form rather than their differential forms used in other frequency domain simulation methods. This method is employed for the calculation of current density (J) and charge (Q) using iterative matrix techniques. By using a surface integral technique, the discretization of the calculation area is reduced to the object's boundaries, that is, the structure's surface. This results in fewer linear equations with fewer unknowns compared to methods that use full volume meshes.
Comentarios